(57)【要約】【課題】  浮遊中の埃が床面に降下したに掃除をすることで、室内の小さいホコリを効率よく掃除し、掃除をした効果を発揮することができる自走式掃除機を提供する。【解決手段】  自走式掃除機は、掃除機本体と、掃除機本体を移動させる駆動輪のような移動手段２と、掃除機本体に組み込まれた掃除手段５と、移動手段２及び掃除手段５を制御する制御手段１０とを有しており、浮遊埃量が所定値以下に低下した等の、検知手段１１からの埃の降下・沈着に関連付け可能な間接情報に基づいて、埃の降下・沈着を判定し、その判定結果に応答して清掃モードに移行する。この自走式掃除機によれば、小さい埃が床面に堆積した後に効率よく掃除を行うことができ、掃除後に、浮遊していた多くの埃が降下・沈着し始めることを回避して、掃除の効率・効果を向上することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体と、前記掃除機本体に装着されており且つ前記掃除機本体を移動させる移動手段と、前記掃除機本体に組み込まれており且つ埃を掃除する掃除手段と、前記移動手段及び前記掃除手段を制御する制御手段とを有する自走式掃除機において、前記掃除機本体は埃の降下・沈着に関連付け可能な間接情報を検知する検知手段を有し、前記制御手段は前記検知手段からの検知結果に基づいて埃の降下・沈着を判定し、その判定結果に応答して前記移動手段及び前記掃除手段を作動させる清掃モードに移行することから成る自走式掃除機。
【請求項２】
前記検知手段は、浮遊している埃を検出する浮遊埃センサであることから成る請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記浮遊埃センサが所定以上の埃量を検出したときに埃沈着待機モードに移行し、前記埃沈着待機モード中に前記浮遊埃センサが埃下限値以下に低下していることを検出することに応答して、埃が降下・沈着したと判定し前記清掃モードに移行することから成る請求項２に記載の自走式掃除機。
【請求項４】
人の生活状態を検出する生活状態検出センサを備えており、前記制御手段は、前記埃沈着待機モード中に前記生活状態検出センサが人の生活中を検出していることに応答して、前記埃沈着待機モードを継続することから成る請求項３に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
前記生活状態検出センサは、人体を感知する人体感知センサ又は明暗を感知する明暗センサであることから成る請求項４に記載の自走式掃除機。
【請求項６】
前記検知手段は、人体を感知可能であり、人体の不在を前記間接情報として出力する人体感知センサであることから成る請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項７】
前記検知手段は、明暗を感知可能であり、清掃すべき箇所の暗さを前記間接情報として出力する明暗センサであることから成る請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項８】
前記制御手段は、前記検知手段が前記間接情報を検出してから所定の検出継続時間を経た後に前記埃が降下・沈着したと判定して、前記清掃モードに移行することから成る請求項６又は７に記載の自走式掃除機。
【請求項９】
前記制御手段は、埃の降下・沈着を判定しない状態が継続した所定の埃無し判定継続時間が経過することに応じて、前記清掃モードに移行することから成る請求項１〜８のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、掃除機本体に装着されており且つ掃除機本体を移動させる移動手段と、掃除機本体に組み込まれており床面用に積もった埃を掃除する掃除手段と、移動手段及び掃除手段を制御する制御手段とを有する自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自走式移動車の一例として、床面に開口した吸引口と連通した吸気口を有する電動送風機と、本体が走行するための電動駆動輪と、壁面に対する本体位置を検知する壁検知センサと、駆動と休止の間欠運転を繰り返すためのタイマと、電源用の電池とを備える構成とすることにより、壁面に沿っての動きに限定して小型、軽量、安全でしかも消費電力の小さな埃とり専用の自走式掃除機が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−４９５９３号公報（段落［００２６］〜［００２７］、［００３７］〜［００４０］、図８、図１２）
【０００３】
この埃とり専用の自走式掃除機によれば、床面に開口した吸引孔と連通した吸引部、本体が走行するための電動駆動輪、電池、タイマ及び壁検知センサを有し、本体が壁に沿った走行を行い、走行と休止の間欠運転を繰り返すことにより、留守中の廊下などの主としてほこりを自動的に吸引清掃し、快適な環境に保つことを図っている。
【０００４】
一般的に、エアコンを運転しているときや人や動物が移動しているときは、室内の空気に気流を生じさせているので、部屋の内部を浮遊するハウスダスト等の小さいホコリはその間は浮遊を続ける。気流が無くなると、小さいホコリは徐々に降下し床面に堆積する。したがって、室内の小さいホコリを効率よく掃除するためには、人が睡眠している夜間、あるいは、外出中に掃除することが望ましい。
【０００５】
しかしながら、従来の自走式掃除機においては、人が生活しているか否かにかかわらず清掃を行うため、浮遊している埃が掃除終了直後から降下・沈着し始めて、掃除をした効果が発揮されないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上記のような埃の降下・沈着特性に着目して、浮遊中の埃が床面に降下した頃に掃除することを可能にする点で解決すべき課題がある。
【０００７】
この発明の目的は、浮遊中の埃が床面に降下した頃に掃除をすることで、室内の小さいホコリを効率よく掃除し、掃除をした効果を発揮することができる自走式掃除機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明による自走式掃除機は、掃除機本体と、掃除機本体に装着されており且つ掃除機本体を移動させる移動手段と、掃除機本体に組み込まれており且つ埃を掃除する掃除手段と、移動手段及び掃除手段を制御する制御手段とを有する自走式掃除機において、掃除機本体は、埃の降下・沈着に関連付け可能な間接情報を検知する検知手段を有し、制御手段は検知手段からの検知結果に基づいて埃の降下・沈着を判定し、その判定結果に応答して移動手段及び掃除手段を作動させる清掃モードに移行することから成っている。
【０００９】
この自走式掃除機によれば、検知手段によって、埃の降下・沈着に関連付け可能な間接情報を検知し、制御手段は検知手段からの検知結果に基づいて埃が降下・沈着したか否かを判定し、その判定結果に応答して移動手段及び掃除手段を制御しているので、小さい埃が床面に堆積した後に効率よく掃除を行うことが可能となる。したがって、掃除後に、浮遊していた多くの埃が降下・沈着し始めるというような事態を回避して、掃除の効率・効果を向上することができる。
【００１０】
上記の自走式掃除機において、検知手段を、浮遊している埃を検出する浮遊埃センサとすることができる。検知手段が浮遊している埃を検出する浮遊埃センサである場合には、浮遊埃センサが検出する浮遊埃量から、減少した浮遊量分は降下・沈着したと推定され、埃が床面等に降下・沈着したことを判定可能である。
【００１１】
浮遊埃センサを検知手段とした自走式掃除機においては、制御手段は、浮遊埃センサが所定以上の埃量を検出したときに埃沈着待機モードに移行し、埃沈着待機モード中に浮遊埃センサが埃下限値以下に低下していることを検出することに応答して、埃が降下・沈着したと判定し、清掃モードに移行することができる。即ち、浮遊埃センサが所定以上の埃量を検出したときに、将来、埃の降下・沈着が想定されるので、埃沈着待機モードに移行して待機する。その埃沈着待機モード中に、浮遊埃センサが埃下限値以下に低下していることを検出すると、浮遊していた埃は降下・沈着したためにセンサ検出量が低下したと推測されるので、制御手段は、清掃モードに移行して移動手段及び掃除手段を作動させる。
【００１２】
制御手段が埃沈着待機モードと清掃モードとを行う上記の自走式掃除機は、人の生活状態を検出する生活状態検出センサを備えており、制御手段は、埃沈着待機モード中に生活状態検出センサが人の生活中を検出していることに応答して、埃沈着待機モードを継続する制御を行うことができる。即ち、埃沈着待機モード中に生活状態検出センサが人の生活中を検出している場合には、掃除を行うと人の生活に邪魔になるので、強制的に埃沈着待機モードを継続することで、掃除をすべき場合であってもその実行を猶予する。生活状態検出センサが人の生活を検出しなくなった場合には、制御手段は、通常の埃沈着待機モードに戻り、浮遊埃センサが埃下限値以下に低下していることを検出するか否かを判定することになる。生活状態検出センサとしては、人体を感知する人体感知センサ又は明暗を感知する明暗センサとすることができる。
【００１３】
上記の自走式掃除機において、検知手段を、人体を感知可能であり人体の不在を間接情報として出力する人体感知センサ、又は明暗を感知可能であり清掃すべき箇所の暗さを間接情報として出力する明暗センサとすることができる。
【００１４】
この場合、制御手段は、検知手段が間接情報を検出してから、即ち、人体感知センサが人体の不在を出力してから、又は明暗センサが暗くなったことを出力してから、所定の検出継続時間を経た後に埃が降下・沈着したと判定して、清掃モードに移行することができる。人の活動が感知されない場合や部屋が一定の明るさ以下に低下した場合には、外出や就寝によって部屋内に空気の流れが停滞する又は僅かになって、浮遊していた埃が降下・沈着し始めると考えられる。したがって、人の不在や部屋等が暗くなってからの検出継続時間に着目することで、床面等への埃の降下・沈着を判定することができる。
【００１５】
上記の自走式掃除機において、埃の降下・沈着を判定しない状態が継続した所定の埃無し判定継続時間が経過することに応じて清掃モードに移行することができる。自走式掃除機が埃を検出しない場合にも、ある程度の周期で定期的に掃除を行うのが好ましい。そこで、制御手段が埃の降下・沈着を判定しない所定の埃無し判定継続時間が経過した場合には、埃が降下・沈着したとの判定がなくても、清掃モードに移行して掃除を実行することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明による自走式掃除機は、上記のように構成されており、浮遊中の埃が現在又は将来において床面に降下・沈着した頃に掃除をするので、小さい埃が床面に堆積した後に効率よく掃除を行うことができる。そして、この自走式掃除機によれば、清掃前から浮遊していた埃が掃除後の直後から降下・沈着を開始してしまうという事態が回避され、掃除をした効果を発揮することができる。また、人が生活していない夜間或いは外出している間に掃除を行えば、人の生活に邪魔にならない掃除を行うことも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による自走式掃除機の実施例を説明する。図１は本発明による自走式掃除機の第１実施例の構造を示す図、図２は本発明による自走式掃除機の制御ブロック図、図３は本発明による自走式掃除機の第１実施例における制御フローを示すフローチャートである。
【００１８】
図１に示す自走式掃除機によれば、自走式掃除機の掃除機本体（以下、「本体」と略す）１においてその底部には、二つの走行用の駆動部２が設けられており、また、市販の掃除機と同様に、駆動部２に対して離れた位置に本体１を支えるための補助輪３が設けられている。駆動部２は、本体１に装着されており且つ本体１を移動させる移動手段を構成しており、制御部４からの制御信号を受けて回転される。前進の場合には左右の駆動部２が前進方向に同時に回転し、後退の場合には後退方向に同時に回転する。旋回のときには異なる方向に同じ速さで回転させることで、移動車はその場回転をする。また補助輪３は、例えばボールキャスターや市販の掃除機に付属している補助輪のように、これらの動きに沿って本体１が滑らかに走行できるように自在に回転する。これら前進・後退と旋回と停止動作の組合せにより本体１は走行床面上の任意の点に移動する等、室内を自在に走行することができる。
【００１９】
本体１の周囲には距離センサー（図示せず）が設けられており、周囲の障害物までの距離を検知することができる。これによって、本体１は、周囲の障害物や壁に衝突することなく、安全に室内を走行することが可能となっている。
【００２０】
本体１の前方には掃除部５が設けられており、掃除部５によって床面の掃除を行うことができる。掃除部５は、本体１に組み込まれており且つ埃を掃除する掃除手段を構成している。掃除部５は、市販の掃除機同様、サイクロン方式又は紙パック方式の吸引による掃除を行う構造でもよいし、モップのようなもので床面の埃を拭うような方式でもよいが、吸引式の掃除機構の場合は、排気が床面の埃を再び舞い上げないように、排気口を上面にもうけ、天井方向に排気することが望ましい。なお、制御部４は、本発明において移動手段及び掃除手段を制御する制御手段を構成している。
【００２１】
本体１の上面には、人体感知センサ６が設けられている。人体感知センサ６は、検知範囲内の人の動きを検知することができる。本体１の上面には明暗センサ７が設けられている。明暗センサ７は、太陽光や室内照明の点灯を検知することができる光センサである。また、本体１の上面には、浮遊している埃の量を検知する浮遊埃センサ８が設けられている。浮遊埃センサ８は、本体１の上面から底面に貫通した筒状の開口部を通り抜ける微小な埃を計測し、通過数、あるいはそれに相当するアナログ電圧などを出力することができる。浮遊埃センサ８の出力は制御部４に入力され、所定の値以上が入力されると、制御部４は掃除が必要と判定（埃を検知）することができる。
【００２２】
図２は、本発明による自走式掃除機の機能ブロックの一例を示す図である。図２の例では、制御手段１０に対して埃の降下・沈着を間接的に示す間接情報の入力を与える検出手段１１は、浮遊埃センサ８から成っており、人体感知センサ６及び明暗センサ７は、人の生活状態を検出する生活状態検出センサとして用いられている。制御手段１０は、検出手段１１からの間接情報を受けて埃の降下・沈着が現在又は将来にあるか否かを判定する埃降下・沈着判定部１２、埃降下・沈着判定部１２の判定結果を受けて自走式掃除機の運転モードを指定する運転モード指定部１３、運転モード指定部１３での運転モードの指定に応じて、自走式掃除機の作動モードをそれぞれ制御する検出待機モード制御部１４、埃沈着待機モード制御部１５、清掃モード制御部１６、及び後述する設定手段１９によって設定される埃設定値やタイマ（Ａ，Ｂ）のタイマ設定値を記憶しておく設定値記憶部１７を備えている。埃降下・沈着判定部１２は、検出手段１１からの各検出値と設定値記憶部１７に記憶されている各設定値とを比較することで埃降下・沈着を判定し、判定結果を運転モード指定部１３に出力する。清掃モード制御部１６は、移動手段（駆動部２）及び掃除手段（掃除部５）に制御信号を出力する。タイマ手段１８におけるタイマＡは、埃の降下・沈着があったとは判定しない期間が継続している埃無し判定継続時間をカウントするタイマである。タイマＡの検出時間は常に制御手段１０の埃降下・沈着判定部１２に出力され、埃降下・沈着判定部１２は埃無し判定継続時間が経過したときに運転モード指定部１３に出力して清掃モードを指定させる。設定手段１９は、ユーザの操作に基づいて、タイマＡの時間設定や作動・解除を設定するとともに、浮遊埃センサ８が検出した埃検出値の大小を判断するための埃設定値を設定可能である。
【００２３】
図２に示すブロック図において、浮遊埃センサ８に代えて、生活状態検出センサとして用いられている人体感知センサ６又は明暗センサ７を、埃の降下・沈着を間接的に示す間接情報の入力を与える検出手段１１として用いることができる。この場合、人体感知センサ６が人の不在を感知すること、又は明暗センサ７が照明や太陽光を検出しなくなることが間接情報となる。埃の降下・沈着は、間接情報を検出し始めてから検出継続している継続検出時間を経過したときに生じると判定される。人が外出する或いは就寝したと判定された後、埃が降下・沈着するのを見計らって清掃を開始する。その継続検出時間を定めるため、タイマ手段１８においてはタイマＢが継続検出時間をカウントする。設定手段１９は、ユーザの操作に基づいて、タイマＢの時間設定値を行うことができる。
【００２４】
図３に示すフローチャートを参照して自走式掃除機の第１実施例における制御フローを説明する。まず、ユーザがスタートを指示すると（ステップＳ２１）、制御部４は、タイマＡの埃無し判定継続時間を設定（Ｓ２２）し、埃検知待機モード（Ｓ２３）に移行する。埃検知待機モードは、埃の浮遊が多いか否かを検知するための待機モードである。タイマＡにおいて設定される埃無し判定継続時間は、例えば、１日、３日又は１週間のように、自走式掃除機が埃を検知しない時間が継続している場合にも、ある程度の周期で掃除を行わせる時間とされる。この時間設定の目的は、留守が長く続く場合に、浮遊埃センサ８が反応しないくらいゆっくりと埃が徐々に沈着する場合に、室内を清掃して清浄に保つためである。この埃無し判定継続時間の設定値は、ユーザが変更することも解除することも可能である。埃無し判定継続時間を解除した場合は、浮遊埃センサ８から出力される埃検出量が所定の設定値より少ない限りは埃検知待機モードが継続される。埃無し判定継続時間を設定した場合、埃検知待機モード中は、タイマＡのカウントが設定された埃無し判定継続時間を経過したか否か（Ｓ２４）、及び浮遊埃センサ８の検出値が所定の設定値以上か否か（Ｓ２５）を絶えず判定し、該当しない場合は埃検知待機モードが継続される。埃の設定値は、タイマＡ同様、ユーザが変更することができる。浮遊埃センサ８の埃検出値が設定値以上である場合やタイマＡのカウントが埃無し判定継続時間を経過した場合は、埃沈着待機モード（Ｓ２６）に移行する。
【００２５】
埃沈着待機モードは、浮遊した埃の降下・沈着を検知するための待機モードである。制御部４は、埃沈着待機モード中に、埃の下限設定値を検知したか否かを判定し（Ｓ２７）、該当しない場合は埃沈着待機モードを継続する。室内を浮遊する埃は時間が経過するにつれて徐々に沈着するため、浮遊埃センサ８の検出値が設定値以上の値を一旦検知した場合にも、時間の経過に従って検出する埃の量は少なくなり、浮遊埃センサ８の検出値は埃の下限設定値以下になる。この下限設定値が検知されると（Ｓ２７）、制御部４は、その後に特に時間を置くことなく自走式掃除機に対して掃除を開始させることで、効率よく掃除を行うことができる。また、清掃後に、浮遊する埃の量は少ない状態となるので、床面等への大量の埃の降下・沈着が開始されることもなくなる。
【００２６】
また、自走式掃除機がユーザの生活中に掃除を行って邪魔になるのを避けるため、ユーザの設定により、照明や太陽光などの明るさを検知したか否か（Ｓ２８）、人を検知したか否か（Ｓ２９）を判定することも可能である。人体感知センサ６や明暗センサ７は、人の生活状態を検出する生活状態検出センサとして機能している。ユーザが明暗センサ７の設定をＯＮした場合には、明暗センサ７が照明や太陽光などの光を検知している間（Ｓ２８）は待機モードを継続し、また人体感知センサ６を設定ＯＮした場合には、人体感知センサ６が人を検知している間（Ｓ２９）は、待機モードを続けるように設定することも可能である。図３の例では、明暗センサ７も人体感知センサ６も設定ＯＮにした場合で、例えば、ユーザが消灯、就寝した後のような、人体感知センサ６が人を検知せず且つ明暗センサ７が光を検知せず、尚且つ浮遊埃センサ８の値が埃下限値未満の場合に、自走式掃除機は室内の掃除を行う（Ｓ２ａ）。掃除の方法は、吸引式の掃除でもよいし、モップ式や粘着式の掃除でもよいが、吸引式の場合には、排気が床面の埃を再び舞い上げないように本体１の上面（あるいは上方）に排気口を設ける必要がある。また走行経路はランダムに室内を走行する方法や、壁際から車幅分ずれながら往復するような方法でもよく、室内を隈なく走行できる方法であれば何でもよい。本体１は、所定の規則に従って掃除を行うと、掃除が終了する（Ｓ２ｂ）。自走式掃除機が充電式の場合には、掃除が終了した後に充電器まで帰還し、充電することも考えられる。電源ケーブルを用いて外部電源によって動作する場合には、所定の位置又は部屋の隅部というようなユーザの邪魔にならない場所に移動することも考えられる。
【００２７】
以下、再びタイマＡを設定（Ｓ２２）し、同様にこれらの動作を繰り返すことで、自動的に且つ効率的に床面に沈着した埃を掃除することができる。
【００２８】
また、図１及び図４を用いて、本発明の自走式掃除機の第２実施例を説明する。図４は、本発明による自走式掃除機の第２実施例の制御フローを示すフローチャートである。図１において、浮遊埃センサ８を本体に設けない場合に、生活状態検出センサとして機能していた人体感知センサ６及び明暗センサ７を検出手段として用い、タイマを組み合わせて用いることで、埃の沈着度を推定しつつ、沈着した埃を掃除することも考えられる。この場合、浮遊埃センサ８が設けられている場合に比べて、埃を計測する精度は劣るが、浮遊埃センサ８が設けられていないため、本体１の小型化や低コスト化を実現することができ、厳密な埃の検知除去が必要でない場合は、優位性がある。
【００２９】
図４に示す自走式掃除機の第２実施例の制御フローによれば、ユーザがスタートを指示すると（ステップＳ３１）、制御部４は、タイマＢをセット（Ｓ３２）し、待機（Ｓ３３）する。タイマＢにおける設定時間は、浮遊している埃が沈着するまでのおおよその時間で、例えば一般的なハウスダストの沈着時間を想定すると約２時間である。この時間は長ければ長い程、埃が多く沈着するために効果的であるが、待機する時間が長くなると、例えばユーザが外出している間に掃除を行う場合に帰宅時間前に掃除が完了しない場合や、ユーザが睡眠中に掃除を行う場合に起床時間に掃除が完了しない場合などの不具合が起こることが考えられるため、ユーザによって変更することが可能である。
【００３０】
待機中は、人を検知したか否か（Ｓ３４）、照明や太陽光などの明るさを検知したか否か（Ｓ３５）、タイマＢのカウントが設定時間を経過したか否か（Ｓ３６）をたえず判定する。人や光を検知した場合は、再び埃が舞い上げられていることを予想して、タイマＢを再びセットし、待機を続ける。タイマＢにおいて設定されている検出継続時間、即ち、人の不在を検知し、照明や太陽光などのない暗さを検知するときには、外出や就寝によって部屋内に空気の流れが停滞する又は僅かになって、浮遊していた埃が降下・沈着し始めると考えられる。この検出継続時間が経過した場合は、埃が降下・沈着したと判定することができ、図１に示す場合の制御フローと同様、清掃モードに移行して掃除が開始される（Ｓ３７）。掃除が終了する（Ｓ３８）と、再びタイマＡにおいて埃無し判定継続時間が設定される（Ｓ３９）。以降、上記の動作を繰り返すことで、自動的に且つ効率的に床面に沈着した埃を掃除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の自走式掃除機の概要を示す外観図および断面図。
【図２】本発明の自走式掃除機の制御ブロック図。
【図３】本発明の自走式掃除機の第１の実施例における作業の流れを示す図。
【図４】本発明の自走式掃除機の第２の実施例における作業の流れを示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１  本体
２  駆動部
３  補助輪
４  制御部
５  掃除部
６  人体感知センサ
７  明暗センサ
８  浮遊埃センサ
１０  制御手段
１１  検出手段
１２  埃降下・沈着判定部
１３  運転モード指定部
１４  検出待機モード制御部
１５  埃沈着待機モード制御部
１６  清掃モード制御部
１７  設定値記憶部
１８  タイマ手段
１９  設定手段
Ａ  タイマ
Ｂ  タイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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